一种增强夹芯材料抗压性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种增强夹芯材料抗压性能的方法，是在夹芯板材内开辟路径放置纤维束，在通过浸胶工艺后，能在夹芯板材玻纤织物内形成垂向纤维胶柱玻纤织物、斜向纤维胶柱玻纤织物、纵向纤维胶筋玻纤织物和横向纤维胶筋玻纤织物，且斜向纤维胶柱玻纤织物、纵向纤维胶筋玻纤织物和横向纤维胶筋玻纤织物在夹芯板材内形成纵横交织一体粘接的井字形栅围玻纤织物，同时利用浸胶前在夹芯板材玻纤织物上表面和下表面贴敷的玻纤织物玻纤织物，形成由玻纤织物玻纤织物、垂向纤维胶柱玻纤织物和井字形栅围玻纤织物粘接成的整体架构，以此制作能够承受多向压力的抗压夹芯材料。

【技术实现步骤摘要】
一种增强夹芯材料抗压性能的方法
本专利技术涉及一种风电叶片夹芯材料，具体涉及一种增强夹芯材料抗压性能的方法，属于风电复合材料结构

技术介绍
目前风电叶片壳体叶根区域主要以轻木进行结构设计，因轻木其法向性能优异，非同密度或翻倍密度PET泡沫可比。但目前轻木供货紧张，轻木供应严重影响了生产交付计划，同时在此期间，轻木因自然成长导致的性能不可控性逐渐展现，发霉腐烂等缺陷无法百分百识别导致灌注类缺陷，增加修补成本。与此相比，夹芯泡沫通过控制原料及发泡工艺，性能稳定可控。考虑用高密度PET/HPE/PVC泡沫替代轻木。通过对100-220Kg/m³密度范围PET/HPE/PVC泡沫的性能测试，发现主要差异是法向抗压性能差，成数倍差距，如选用更高密度泡沫，性价比不高，且对叶片重量及质量距影响很大。因此，考虑用底密度泡沫作为支撑体，通过打孔、开槽布设纤维立体结构，再经过浸胶凝结，得到整体力学性能优越，尤其是抗压性能优越的夹芯材料。通过检索，发现公开（公告）号CN105479772A、公开（公告）日2016.04.13的专利及公开（公告）号CN106494022A、公开（公告）日2017.03.15与本专利技术最接近，但从上述两项专利文献公开的
技术实现思路
可以看出，二者都是采用可弯折纤维丝或线一类材料将位于泡沫板上下两层的加固结构拉紧，这种结构很好的解决了夹芯材料的纵向、横向的抗拉性能和法向的抗撕裂性能。但是，上述可弯折纤维丝或线本身不具备抗压强度，且都是以针穿牵引方式穿过泡沫材料，穿过泡沫板的线或纤维丝与泡沫材料间没有间隙或间隙极小，浸胶时，胶液不能沿线或纤维丝浸入，冷凝后不能在线或纤维丝周围形成具有抗压强度的胶柱，因而使得整过夹芯材料缺乏法向抗压的力学性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题主要是：夹芯材料对施加在夹芯材料板板面上各个方向的力表现出抗压性能差的问题。针对上述问题，本专利技术提出的技术方案是：一种增强夹芯材料抗压性能的方法，将夹芯板材玻纤织物作为支持体，在夹芯板材玻纤织物内、外构建能够承受多向压力的抗压力学整体结构。进一步地，所述在夹芯板材玻纤织物内构建能够承受多向力的抗压力学整体结构，是在夹芯板材内开辟路径放置纤维束，在通过浸胶工艺后，能在夹芯板材玻纤织物内形成垂向纤维胶柱玻纤织物、斜向纤维胶柱玻纤织物、纵向纤维胶筋玻纤织物和横向纤维胶筋玻纤织物，且斜向纤维胶柱玻纤织物、纵向纤维胶筋玻纤织物和横向纤维胶筋玻纤织物在夹芯板材内形成纵横交织一体粘接的井字形栅围玻纤织物，同时利用浸胶前在夹芯板材玻纤织物上表面和下表面贴敷的玻纤织物玻纤织物，形成由玻纤织物玻纤织物、垂向纤维胶柱玻纤织物和井字形栅围玻纤织物粘接成的整体架构。进一步地，所述斜向纤维胶柱玻纤织物、纵向纤维胶筋玻纤织物和横向纤维胶筋玻纤织物在夹芯板材内形成纵横交织一体粘接的井字形栅围玻纤织物，是夹芯板材玻纤织物内两个横向相邻的斜向纤维胶柱玻纤织物呈X形粘接在纵向纤维胶筋玻纤织物两侧，夹芯板材玻纤织物内两个纵向相邻的斜向纤维胶柱玻纤织物呈X形粘接在横向纤维胶筋玻纤织物两侧，同时，相贴近的纵向纤维胶筋玻纤织物和横向纤维胶筋玻纤织物相粘接。进一步地，将制作力学结构的每一个纤维束的放置路径设置为独立的放置路径，并将斜向纤维束的放置路径与相邻近的纵向纤维束的放置路径或横向纤维束的放置路径相连通。进一步地，所述纤维束的放置路径，是在夹芯板材玻纤织物上等距开设多条正交的纵向切缝玻纤织物和横向切缝玻纤织物，将夹芯板材玻纤织物分割成若干底部相连的夹芯方块玻纤织物；在夹芯方块玻纤织物上向下打垂向孔玻纤织物，在夹芯方块的4个边的边缘部位分别沿前面玻纤织物、左侧面玻纤织物、后面玻纤织物、右侧面玻纤织物向下打斜向孔玻纤织物。进一步地，所述分别沿前面玻纤织物、左侧面玻纤织物、后面玻纤织物、右侧面玻纤织物向下打的斜向孔玻纤织物，均于所在的面上有用于通胶的弦切缺口玻纤织物。进一步地，按顺时针方向，所述斜向孔玻纤织物在前面玻纤织物、左侧面玻纤织物、后面玻纤织物、右侧面玻纤织物上的倾斜方向一致，使得夹芯板材玻纤织物上相邻两个夹芯方块玻纤织物的两个相邻面上的斜向孔玻纤织物的倾斜方向相反，两个斜向孔玻纤织物的投影呈X形交叉。进一步地，所述斜向孔玻纤织物垂向孔玻纤织物都是在夹芯方块玻纤织物上上、下贯通的孔。上述增强夹芯材料抗压性能的方法，包括以下步骤：1）在夹芯板材玻纤织物上切割纵向切缝玻纤织物和横向切缝玻纤织物，将夹芯板材玻纤织物分割成多个夹芯方块玻纤织物；在夹芯方块上打垂向孔玻纤织物和斜向孔玻纤织物；2）在步骤1所述的纵向切缝玻纤织物、横向切缝玻纤织物、垂向孔玻纤织物和斜向孔玻纤织物内放置纤维束；3）用具有浸透性、易切削的玻纤织物粘敷在夹芯板材玻纤织物的上、下表面，将步骤2中放置好的纤维束约束在夹芯板材玻纤织物内；4）当需要应用时再将步骤3制作好的夹芯板材玻纤织物实施浸胶固化；或将步骤3制作的夹芯板材玻纤织物先直接浸胶固化后待用。进一步地，所述步骤2）中在纵向切缝玻纤织物和横向切缝玻纤织物中放置纤维束，采用的是交替叠放的方式，即放置一层纵向纤维束再放置一层横向纤维束，如此轮回。本专利技术的优点是：由于在夹芯材料采用多方向设置斜向纤维胶柱（4）和法向纤维胶柱，使得夹芯材料板板面的抗压性能显著增强；由于在夹芯材料板面纵横开槽且在纵槽和横槽内叠层织丝凝胶，使得夹芯材料板各个方向的抗拉性能显著增强。附图说明图1为本专利技术所述夹芯板材立体示意图；图2为夹芯方块立体示意图；图3为夹芯板材中三个相邻夹芯方块的爆炸示意图；图4为图1的局部示意图，图中外圆为原图的裁剪边界，非本专利技术中的结构；图5为斜向纤维胶柱、纵向纤维胶筋和横向纤维胶筋搭建栅围结构示意图；图6为夹芯方块中分布的垂向纤维胶柱；图7为斜向纤维胶柱、纵向纤维胶筋和横向纤维胶筋搭建成的井字形栅围；图8为已经贴敷玻纤织物尚未浸胶的夹心板材；图9为按本专利技术制作的已经浸胶后抗压性能增强的夹芯材料示意图。图中：1、夹芯板材；2、夹芯方块；21、前面；22、左侧面；23、后面；24、右侧面；3、垂向纤维胶柱；4、斜向纤维胶柱；5、纵向纤维胶筋；6、横向纤维胶筋；7、井字形栅围；8、玻纤织物；9、纵向切缝；10、横向切缝；11、垂向孔；12、斜向孔；121、前斜向孔；122、左斜向孔；123、后斜向孔；124、右斜向孔；13、弦切缺口；14、垂向纤维束；15、斜向纤维束；16、纵向纤维束；17、横向纤维束。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1所示，一种增强夹芯材料抗压性能的方法，夹芯板材1作为支持体，在夹芯板材1内、外构建能够承受多向压力的抗压力学整体结构。所用的夹芯板材1为一种泡沫板材，其本身抗压抗拉的力学性能很低，但以其易于切割、打孔，能够在其板材中任意搭建各种架体而成为很好的支持体，且质量轻，经本专利技术构建成抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强夹芯材料抗压性能的方法，其特征在于，将夹芯板材（1）作为支持体，在夹芯板材（1）内、外构建能够承受多向压力的抗压力学整体结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强夹芯材料抗压性能的方法，其特征在于，将夹芯板材（1）作为支持体，在夹芯板材（1）内、外构建能够承受多向压力的抗压力学整体结构。


2.如权利要求1所述的增强夹芯材料抗压性能的方法，其特征在于，所述在夹芯板材（1）内构建能够承受多向力的抗压力学整体结构，是在夹芯板材内开辟路径放置纤维束，在通过浸胶工艺后，能在夹芯板材（1）内形成垂向纤维胶柱（3）、斜向纤维胶柱（4）、纵向纤维胶筋（5）和横向纤维胶筋（6），且斜向纤维胶柱（4）、纵向纤维胶筋（5）和横向纤维胶筋（6）在夹芯板材内形成纵横交织一体粘接的井字形栅围（7），同时利用浸胶前在夹芯板材（1）上表面和下表面贴敷的玻纤织物（8），形成由玻纤织物（8）、垂向纤维胶柱（3）和井字形栅围（7）粘接成的整体架构。


3.如权利要求2所述的增强夹芯材料抗压性能的方法，其特征在于，所述斜向纤维胶柱（4）、纵向纤维胶筋（5）和横向纤维胶筋（6）在夹芯板材内形成纵横交织一体粘接的井字形栅围（7），是夹芯板材（1）内两个横向相邻的斜向纤维胶柱（4）呈X形粘接在纵向纤维胶筋（5）两侧，夹芯板材（1）内两个纵向相邻的斜向纤维胶柱（4）呈X形粘接在横向纤维胶筋（6）两侧，同时，相贴近的纵向纤维胶筋（5）和横向纤维胶筋（6）相粘接。


4.如权利要求3所述的增强夹芯材料抗压性能的方法，其特征在于，将制作力学结构的每一个纤维束的放置路径设置为独立的放置路径，并将斜向纤维束的放置路径与相邻近的纵向纤维束的放置路径或横向纤维束的放置路径相连通。


5.如权利要求4所述的增强夹芯材料抗压性能的方法，其特征在于，所述纤维束的放置路径，是在夹芯板材（1）上等距开设多条正交的纵向切缝（9）和横向切缝（10），将夹芯板材（1）分割成若干底部相连的夹芯方块（2）；在夹芯方块（2）上向下打垂向孔（11），在夹芯方块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳，陈煌，黄明富，冯学斌，彭超义，侯彬彬，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43